Il tratto gastrointestinale
L’apparato digerente (Figura 1), con i suoi organi e le varie strutture, rappresenta uno degli apparati fondamentali del nostro organismo. Svolge differenti funzioni:
- Assunzione di cibo;
- Elaborazione del cibo;
- Assorbimento del cibo;
- Eliminazione dei residui.
Tra le varie strutture, da cui è composto questo apparato, vi è l’intestino, suddiviso in intestino tenue (duodeno, digiuno, ileo) e intestino crasso (ceco, colon, retto). L’intestino tenue, in particolare, ha la funzione di assorbire i nutrienti assunti tramite l’alimentazione, ma ha anche un importante ruolo nella difesa dell’organismo da sostanze tossiche e/o agenti patogeni.
Alimentazione e intestino
Un gruppo di ricercatori dell’Università di Yale ha evidenziato come l’alimentazione sia in grado di modificare la composizione del nostro apparato gastrointestinale. Questo è stato valutato analizzando l’alimentazione di uomo e animali.
Da un punto di vista alimentare, possiamo parlare di specie generaliste, gli onnivori, la cui dieta è altamente variegata e dipende dalle disponibilità stagionali dell’ambiente, e specie specialiste, carnivori ed erbivori, che hanno una alimentazione meno differenziata.
Mentre l’apparato gastrointestinale di carnivori ed erbivori si è evoluto per massimizzare l’assorbimento dei nutrienti maggiormente assunti tramite la dieta, quello degli onnivori cambia continuamente, per adattarsi ai nuovi stimoli nutrizionali. Questo, però, espone l’organismo anche a maggiore probabilità di entrare in contatto con un patogeno o con una tossina.
Per questo motivo i ricercatori si sono interrogati sui meccanismi cellulari e molecolari che regolano l’adattamento intestinale ai diversi nutrienti (Figura 2).
Risposta immunitaria e assorbimento dei nutrienti
Le cellule del sistema immunitario sono presenti anche a livello gastrointestinale. In particolare, l’intestino tenue dei mammiferi contiene più linfociti che ogni altra parte dell’organismo e questi sono importanti per dare una pronta risposta agli agenti patogeni, in grado di promuovere infezione enterica.
Diversi studi hanno, quindi, ipotizzato che questi linfociti potessero avere un ruolo nel rimodellamento delle cellule epiteliali in risposta ai differenti nutrienti e ai cambiamenti nell’alimentazione.
Lo studio
I ricercatori hanno voluto analizzare come l’intestino tenue andasse incontro a modificazioni in seguito a differenti tipi di alimentazione. Lo studio è stato condotto su modelli murini sottoposti, per cinque giorni, a due diete differenti solo per il quantitativo di carboidrati e proteine (una più ricca in carboidrati e l’altra più ricca in proteine).
Successivamente hanno valutato l’espressione genica a livello degli enterociti, in risposta alle due differenti diete, utilizzando il sequenziamento dell’RNA (RNA-seq). Inoltre, hanno analizzato il metabolismo sistemico, per valutarne i cambiamenti in risposta ai due costituenti principali delle diete.
Il ruolo dei linfociti T γδ
I risultati ottenuti dallo studio sui modelli murini hanno mostrato come la citochina interleuchina 22 (IL-22) abbia un ruolo chiave non solo nella lotta contro i patogeni che causano intossicazioni alimentari, ma anche nel contrastare l’assorbimento di alcuni nutrienti.
Per favorire un maggiore assorbimento dei differenti nutrienti, devono entrare in azione i linfociti T γδ, che inibiscono la produzione di IL-22 da parte delle cellule linfoidi innate di tipo 3 (ILCs). Questo meccanismo si attiva fisiologicamente in presenza di carboidrati, permettendone l’assorbimento, come evidenziato nei modelli murini sottoposti a dieta ricca di carboidrati. Al contrario, IL-22 è prodotta in quantità maggiori in seguito a somministrazione di una dieta povera in carboidrati, ma ricca di proteine.
Questi particolari linfociti T γδ hanno un ruolo nel promuovere l’assorbimento dei nutrienti grazie alla proliferazione di particolari cellule epiteliali a livello intestinale (Figura 3).
Prospettive future
Questa scoperta potrebbe fornire informazioni sulla relazione tra malnutrizione, in alcune parti del mondo, e infezioni. Infatti, le infezioni batteriche, che promuovono un incremento nella produzione di IL-22, promuovono minore assorbimento di nutrienti, favorendo il problema della malnutrizione.
Sicuramente il ruolo dei linfociti T γδ potrà essere utile anche nel mondo Occidentale per combattere patologie metaboliche ormai largamente diffuse, come obesità e diabete di tipo 2.
Ulteriori ricerche saranno necessarie per valutare se ci siano altri linfociti intestinali e/o citochine in grado di avere effetto sull’assorbimento dei nutrienti in risposta ai diversi stimoli nutrizionali.
Emanuela Pasculli
Fonti
- “Gut Immune System Cells Act to Regulate Nutrient Uptake in Small Intestine” (19 marzo 2021). Estrapolato da https://www.genengnews.com/;
- Sullivan, Zuri A., et al. “γδ T cells regulate the intestinal response to nutrient sensing.” Science 371.6535 (2021);
- https://www.humanitas.it/enciclopedia/anatomia/apparato-digerente/;
- Immagine in evidenza e figura 2: https://www.projectinvictus.it/nutrienti-principi-nutritivi/;
- Figura 1: http://ellementi.altervista.org/esperimento-digestione/?doing_wp_cron=1616599249.9207909107208251953125;
- Figura 3: Sullivan, Zuri A., et al. “γδ T cells regulate the intestinal response to nutrient sensing.” Science 371.6535 (2021)
